土壤中纤维素分解菌的分离..
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制备菌悬液: 按照本专题课题1的稀释操作方法,将 选择培养后的培养基进行等比稀释,稀释最大 倍数至106。 涂布平板: 将稀释度为104~106的菌悬液各取0.1 mL,滴加在平板培养基上,用涂布器将菌液 涂布均匀,在30 ℃倒置培养,至菌落长出。 每个稀释度下需涂布3个平板,并注意设置对 照。刚果红染色的具体操作步骤参照课本[资 料三]。
三、基础知识
(一) 纤维素与纤维素酶 1.纤维素在生物圈的分布;
纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质.植物的 根茎叶等器官都含有大量的维生素.地球上的植物每年 产生的纤维素超过70亿吨. 人类以淀粉为主要能量来源,但完全不能消化纤维 素,而反刍动物和大量的微生物则主要以纤维素为能 量来源。这是因为,在反刍动物的瘤胃中生活着大量 的可以分解纤维素的微生物。
2.纤维素酶的结构和作用原理
纤维素与淀粉都是由葡萄糖组成的,但组成两者的 葡萄糖的连接方式不同,因而使两者的形态完全不同。纤 维素是由葡萄糖分子按β-1,4糖苷键连接而成的,淀粉是 由葡萄糖分子按α-1,4糖苷键连接而成的。
内切酶 内切酶作用于无定型的纤维素 (Cx酶) 区域,使纤维素断裂成片段
纤维素酶 外切酶 又叫纤维二糖水解酶,它可以作用 (复合酶) (C1酶) 于纤维素的结晶区或小片段纤维素,
5.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微 生物? 答:在选择培养的条件下,可以使那些能 够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁 殖,而那些不适应这种营养条件的微生物 的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩”的 作用。
6.学完这个专题后,你能否总结出分离培养微生物 的一般方法?请用流程来自百度文库表示.
土壤取样 选择培养
专题二
课题3
微生物的培养与应用
分解纤维素的微生物 的分离
一、课题目标
简述纤维素酶的种类及作用,从土壤中分 离出分解纤维素的微生物,讨论这类微生物的 应用价值。
(1)纤维素酶分解纤维素生化原理 (2)区别选择培养与鉴别培养概念 (3)比较纤维素粉培养法与刚果红染色法原理
二、课题重点与难点
从土壤中分离分解纤维素的微生物。
答:将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌 相对聚集,实际上是人工设置纤维素分解菌生 存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10 cm左 右腐殖土壤中。
4.想一想,两种刚果红染色法各有哪些优点 与不足?你打算选用哪一种方法?
方法一是传统的方法,缺点是操作繁琐,加入刚果 红溶液会使菌落之间发生混杂;其优点是这样显示出 的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。 方法二的优点是操作简便,不存在菌落混杂问题, 缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物 质,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。 但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊, 因为培养基中纤维素占主要地位,因此可以与纤维素 酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是:有些 微生物具有降解色素的能力,它们在长时间培养过程 中会降解刚果红形成明显的透明圈,与纤维素分解菌 不易区分。
3.刚果红染色法分离 纤维素分解菌这一步所需要的仪器有: 无菌培养皿、涂布器、1 mL移液管,装 有9mL无菌水的20 mL大试管,温箱等。 培养基的制备参照课本旁栏中的比例配 制。在500 mL三角瓶中装入200 mL培 养基,在121 ℃下高压蒸汽灭菌20 min。 倒平板操作:将灭菌后的固体培养基熔 化,按无菌操作的要求,在无菌的培养皿 中倒入15~20 mL培养基,凝固后待用。
梯度稀释
将菌悬液涂布到有特定选择作用的培养基上
挑选单菌落
发酵培养
本课题知识小结:
根据用途分 选择培养基——在培养基中加入某种化学
1.本实验的流程与课题2中的实验流程 有哪些异同?
答:本实验流程与课题2的流程的区别如 下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在 以尿素为惟一氮源的选择性培养基上,直接 分离得到菌落。本课题通过选择培养,使纤 维素分解菌得到增殖后,再将菌液涂布在选 择培养基上。其他步骤基本一致。
2.为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素 分解菌? 答:由于生物与环境的相互依存关系,在富 含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对 提高,因此从这种土样中获得目的微生物的几 率要高于普通环境。 3.将滤纸埋在土壤中有什么作用?你认为滤纸 应该埋进土壤多深?
五、课题成果评价
(一)培养基的制作是否合格以及选择 培养基是否筛选出菌落: 对照的培养基在培养过程中没有菌落生 长则说明培养基制作合格。如果观察到产生 透明圈的菌落,则说明可能获得了分解纤维 素的微生物。 (二)分离的结果是否一致: 由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌 和放线菌的数量,因此最容易分离得到的是 细菌。但由于所取土样的环境不同,学生也 可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。
培养基的制备参照课本旁栏中的比例配 制。在250 mL锥形瓶中装入30 mL培养基, 用8层纱布做成瓶塞,将瓶口塞紧,再在瓶塞外 包裹两层包装纸(或报纸),用线绳扎紧,在 121 ℃下高压蒸汽灭菌20 min。 选择培养的操作:称取土样20 g,在无 菌条件下加入装有30 mL培养基的摇瓶中。将 摇瓶置于摇床上,在30 ℃下振荡培养1~2 d, 至培养基变混浊。此时可以吸取0.1 mL培养液 进行梯度稀释和涂布平板,也可以按课本中所 述,重复选择培养的步骤一次,然后再进行梯 度稀释和涂布平板。
从糖链末端开始切掉两个葡萄糖分 子,产生纤维二糖 葡萄糖苷酶 将纤维二糖分解成葡萄糖。
(二)纤维素分解菌的筛选
1.刚果红染色法; 2.刚果红染色法的原理。
四、实验案例
土壤中纤维素分解菌的分离
实验的具体操作步骤如下: 1.土样采集 土样采集的方法与本专题课题2类似。 土样的采集要选择富含纤维素的环境,这是因 为在纤维素含量丰富的环境,通常会聚集较多 的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环 境,可以将滤纸埋在土壤中,过一个月左右也 会有能分解纤维素的微生物生长。 2.选择培养 选择培养需要的仪器有:250 mL锥形 瓶、无菌称量瓶、药匙、1 mL和10 mL的移液 管、天平、摇床、温度计等。